太阳能光伏发电并网技术的应用探究 王银东

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:王银东
[导读] 摘要:由于我国传统能源发电资源有限和污染问题,因此提倡新能源发电的概念,并出现了相应的太阳能光伏发电技术。
        (西北水利水电工程有限责任公司  陕西西安  710000)
        摘要:由于我国传统能源发电资源有限和污染问题,因此提倡新能源发电的概念,并出现了相应的太阳能光伏发电技术。由于太阳能发电产生的电量与国家电网输出的电量存在差异,不可能直接连接到大电网。因此,必须要通过相关的方法来解决这个问题。通过研究提出了太阳能光伏发电并网技术,本文将对太阳能光伏发电并网技术进行介绍和分析,并提出应用中应注意的问题。
        关键词:太阳能;光伏发电;并网技术;应用
        太阳能是一种可再生的清洁发电能源,因此太阳能光伏发电技术得到迅速推广。然而,太阳能发电仍存在一些问题,不能直接替代传统的大型电网。因此,有必要将太阳能发电能源与传统的大型电网连接起来。但不是直接的,因为太阳能产生的是直流电,而大电网提供的是交流电。因此,有必要通过并网技术实现两者连接的目的,这对于促进新能源和电力行业的发展具有现实意义。
        1、太阳能光伏发电并网技术简介
        太阳能资源因其自身的特点,在储能方面具有天然优势。它不仅可以减少发电机的使用频率,还可以避免与环境污染有关的问题。在光线充足的地区,太阳能的状态也可以提前预测。在技术应用逐渐成熟的过程中,技术本身也取得了很大的进步。在未来的发展过程中,该技术将不断提高太阳能的利用效率,以满足人们日益增长的用电需求。此外,科学地扩大并网发电规模,可以进一步提高电能并网效率。在并网发展过程中,要保护好电能存储环境,避免谐波干扰。同时还要注意防止动态干扰,对各种干扰源进行实时监测。只有当并网系统保持高度的清洁度,并网系统才能实现稳定的效率和不断的并网技术突破。
        2、太阳能光伏发电并网技术的应用
        2.1 太阳能光伏板
        太阳能电池板是太阳能光伏发电系统的重要组成部分。太阳能电池板是一种通过光电效应吸收阳光,直接产生电能的装置。产生的电能一般直接用于负载或储存在电池中备用。目前,太阳能电池板的主要成分是“硅”。太阳能硅板具有能量转换效率高、使用寿命长等优点,但也存在成本大的缺点。
        2.2 太阳能光伏控制器
        太阳能控制器也被称为太阳能充放电控制器,它是整个光伏并网发电系统的核心部分,是控制蓄电池充电和蓄电池向负载供电的自动控制和保护设备。由于太阳能光伏发电过程中产生的电能波动较大,如果不加以控制,将直接影响电池的使用寿命。因此,控制器的作用就是为电池充电提供最优的电流和电压,并监控过度充电和过度放电的发生,从而帮助降低电荷损失,提高电池的使用寿命。
        2.3 发电逆变器
        逆变器是太阳能光伏发电系统的核心部分,它是一种设备将直流电源转换为交流电源,一般在转换电压和电源频率(220V,50HZ),它的主要组件是半导体材料,由逆变桥、控制逻辑和滤波电路三个部分。在逆变器选择方面:此类设备容量大,需要根据光伏组件的实际情况进行选择。同时,为了满足系统并网运行时手动监控的要求,建议在配电箱内安装监控系统。近年来,我国1.5KV大功率逆变器发展迅速。凭借良好的技术和成本优势,已成为中国光伏逆变器行业的主流趋势。目前,我国80%的地面电站采用1.5kV逆变系统,其余电站仍采用传统的1KV逆变系统。为了尽可能降低太阳能光伏发电并网逆变系统的故障率,必须在技术应用中安装保护装置。


        2.4 太阳能储能装置
        太阳能电池是太阳能光伏发电系统中的一种储能装置,其功能是当太阳能发电量低于供电需求时,将电能传输给负载,当太阳能发电量超过平均值时,为电池充电备用。目前,由于铅酸免维护电池和胶体电池维护费用低、环保程度高,在我国得到了广泛的应用,特别是在电站的偏远地区。
        3、太阳能光伏发电并网系统存在的问题
        3.1 谐波
        在太阳能光伏发电系统中,逆变器是谐波产生的根本原因。原因是太阳能光伏组件吸收太阳能后产生的电能为直流电,不能直接满足传统电网的需要,无法与传统电网连接。因此,有必要通过并网逆变器将直流转换成与大电网同相位、同频率的正弦交流电。但在当前逆变器转换的过程中,会产生大量的谐波,谐波会引起谐波污染程度时,如果不及时采取措施,消除谐波,将增加互连的功率损耗和电磁干扰,功率因数低,毁灭的力量平衡,影响锁相变换,增加电网的危害。因此,在电网连接完成后,应安装谐波污染监测系统对实际谐波进行监测,然后根据我国电网谐波标准对谐波污染现象进行判断。如果出现谐波污染,必须进行调整。
        3.2 电压波动
        在太阳能光伏发电系统中,光照强度是影响发电电压的主要因素之一,即光照强度越高,电压输出功率越高,反之则相反。由此可见,在光强波动的情况下,太阳能光伏发电过程中的电压波动是不可避免的。可见,频繁波动电压代表太阳能光伏发电不稳定的状态,直接进入公用电网可能有负面影响,所以为了解决这个问题,需要做一份好工作的电压补偿根据实际情况,这可以使光伏电压总是呆在一个更高的水平,满足需求后的电网电源。
        3.3 无功功率平衡
        无功功率平衡是指太阳能光伏并网发电系统中供电系统的无功电源所产生的无功功率与系统中的无功损耗和负载之间的平衡。在光伏并网发电系统中,无功平衡功率因数一般在0.98(表示输出有功功率)以上。考虑到公共电网的供电需求,可能会在一定程度上降低功率因数,从而造成无功功率不平衡的问题。因此,必须采取相应的措施来维持无功功率平衡。满足电力系统的要求,确保供电质量,目前在光伏系统无功补偿技术的提出,为了保持平衡,需要根据60%的容量控制的发电的光伏系统的功率因数,以保证发电的光伏技术的功率因数在合理范围(范围:0.85 - 0.98),和平衡无功功率。
        4、结束语
        总之,太阳能光伏发电并网技术的应用是实现并网发电的必要技术手段,为了保证该技术的应用效果,提出了在并网过程中存在的一些问题。通过解决该系统存在的问题,保证并网技术系统的合理应用,使太阳能光伏能顺利集成到大电网中。通过对光伏发电的分析,该技术具有技术可行性和环境友好性等优点。相信在未来的能源发电市场中,光伏发电将占有很大的比重。加快其应用,对我国未来社会的可持续发展具有重要意义。
        参考文献
        [1]于晓旭.太阳能光伏发电并网技术的应用探究[J].装备维修技术,2020(02):183.
        [2]贺金山,李雪.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风,2020(05):18.
        [3]赵俊林,秦虹,申雨慧.太阳能光伏发电并网技术及其应用[J].大众标准化,2019(17):47-48.
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